モノをつなぐ無線とは
Wireless of things
モノをつなぐ無線
モノを無線でつなぐ。

Wireless of thingsモノをつなぐ無線

離れたモノの状態を知りたいことや、離れたモノを操作したいことは日常に数多くあると思います。

これらはモノを無線でつなぐことにより実現できます。

しかし、モノを無線化する場合には電池寿命、通信距離、接続数、大きさ等の様々な制約があり従来の無線では実現が困難でした。そこで、これらを解決するために、モノをつなぐ無線マイコンTWELITE-トワイライトを開発しました。

モノの通信は主にセンサー情報や制御情報等の少量のデータを間欠的に行います。その際に、WiFiよりも省電力で通信したい場合や、Bluetooth・BLEよりも長距離で通信したい場合にTWELITEは適しています。

そして、映像や音声等の大量なデータを通信する場合はTWELITEよりもWiFiやBluetoothが適しています。

TWELITEは小型で様々なモノに搭載でき、コイン型電池で年単位の動作ができ、通信距離も十分で、同一ネットワーク内で多数の端末が通信できるためモノを無線でつなぐために最適です。

モノをつなぐ無線で実現すること

MONOSTICK-モノスティック
モノを操作する。
離れたモノを操作する遠隔制御ができます。

モノを無線リモコンで操作できます。
MONOSTICK-モノスティック
モノの状態を知る。
離れたモノの状態を知る遠隔監視ができます。

モノにセンサーを付けて無線でデータを収集できます。
MONOSTICK-モノスティック
モノ同士で対話する。
離れたモノ同士で任意データを無線で送受信ができます。

モノをつなぐ無線の課題

無線の課題をモノをつなぐ無線 TWELITEで解決してください。

MONOSTICK-モノスティック
電池で長時間稼働させたい。
課題:電池駆動で任意の場所に設置したいが電池が長持ちしない。
MONOSTICK-モノスティック
もう少し遠くに飛ばしたい。
課題:オフィスや倉庫、工場内全体で通信させたいが、通信距離が少し足りない。

無線の分類

無線は様々な種類がありますが、通信速度によるナローバンド(低速)、ブロードバンド(高速)という分類と通信距離による長距離(WAN:Wide Area Network)、中距離(LAN:Local Area Network)、短距離(PAN:Personal Area Network)という分類ができます。

それぞれのカテゴリーに属する無線を表に示します。それぞれの無線に長所と短所があり互いに補完する関係にあります。

  ナローバンド ブロードバンド
PAN
短距離
〜10m
BLE
(IEEE802.15.1)
Bluetooth
(IEEE802.15.1)
LAN
中距離
〜1km
TWELITE
(IEEE802.15.4)
WiFi
(IEEE802.11)
WAN
長距離
1km〜
NB-IoT
LoRaWAN
SIGFOX
LTE
5G
WiMAX
長距離ブロードバンド
長距離ブロードバンドは主に携帯通信により行われます。通信範囲(カバレッジ)が広いのが特徴です。消費電力が大きく、通信費用がかかります。
長距離ナローバンド
LPWA(Low Power, Wide Area)と呼ばれる無線方式です。省電力で長距離通信ができるのが特徴です。一方、通信速度が遅く、1度に送れるデータ量が少ないです。
中距離ブロードバンド
大容量のデータの送受に適しています。高消費電力です。
中距離ナローバンド
センサーのデーターや制御信号の送受に適しています。低消費電力です。
短距離ブロードバンド
携帯電話のイヤホンや外部スピーカー、パソコンのキーボードやマウス等の通信に適しています。中消費電力です。
短距離ナローバンド
携帯電話との接続に便利です。中速で低消費電力です。

消費電力と通信速度

消費電力
通信速度

無線はとても便利です。WiFiは広く普及し、パソコンやスマートフォンを使用した無線通信はわたくしたちの生活に浸透しています。しかしながら、WiFiをモノの無線化に使おうとした場合に電池寿命の課題にぶつかります。

WiFiはサイズの大きなファイルや写真を短時間で転送したり、より大きく鮮やかな動画を転送したりすることに対応するため、通信速度をより速める方向で進化してきました。その結果、ファイルの転送時間を短くしたり、より高画質な動画を送れるようになりました。このように便利なWiFiですが高性能なため消費電力がどうしても大きくなってしまいます。WiFiは更に高機能で高性能にする方向で進化しています。よって、バッテリーで使用する場合は消耗が激しくなります。WiFiは電池で長時間の使用には適さないのです。高性能、高機能と省電力は相反する要求なので仕方ありません。

branch
ナローバンド
無線通信速度:遅い
消費電力:少ない
ブロードバンド
無線通信速度:早い
消費電力:多い

一方、モノを無線でつなぐ場合を考えると通信速度はそれほど速い必要はありません。なぜなら、モノが発信する情報はそれほど多くないからです。よって、モノの無線化には通信速度よりも消費電力を低く抑えバッテリーを長持ちさせることが重要になります。モノは電源を持っていないことが多いので小型電池で年単位の動作をする無線が望まれているためです。よって、高性能で高機能を目指したWiFiとは別にモノをつなぐための省電力でシンプルさを目指す無線が必要になりました。このため、高速で大容量なブロードバンド(広帯域)無線とは別に省電力のナローバンド(狭帯域)無線が存在します。

通信距離

通信距離を伸ばすためには、送信出力を大きくするか、通信速度を遅くする方法があります。

長距離ブロードバンドでは送信出力を大きくすることで長距離通信を実現しています。送信出力を大きくすると消費電力が大きくなります。

長距離ナローバンドのLPWA(Low Power, Wide Area)は省電力で長距離通信を実現するため通信速度を非常に遅くしています。

通信費用

長距離ブロードバンドは通信料金が必要です。その他は基本的には通信料金は必要ありませんが長距離ナローバンドは有料の場合もあります。

以上のように無線には様々な種類がありそれぞれに長所と短所があります。これらを正しく理解し、目的に応じ適切な無線の選択が必要です。

無線接続の連携例

それぞれの無線の特徴を活かし、連携した例です。

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モノをつなぐ無線マイコンモジュール

  ナローバンド ブロードバンド
PAN
短距離
〜10m
   
LAN
中距離
〜1km
TWELITE
(IEEE802.15.4)
 
WAN
長距離
1km〜
   

モノワイヤレスはモノをつなぐための中距離ナローバンド無線IEEE802.15.4(2.4GHz)に注力し、モノを無線でつなぐお手伝いをいたします。低消費電力で簡単に使えるモノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライトを核とした様々な製品とサービスをご用意しております。

モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライトの特徴

モノを無線でつなぐための無線モジュールに求められている基本性能を充実させることがTWELITE-トワイライトの設計コンセプトです。そして、それぞれの性能を高めていることがTWELITEの特徴です。

低消費電力
特徴1 低消費電力
電池が長持ち
TWELITEは省電力が特徴で、コイン型電池で年単位の動作時間を実現できます。
長距離通信
特徴2 長距離通信
電波が良く飛ぶ
TWELITEは電波法を尊守しつつ十分なリンクバジェットを持ち、実用的な通信距離を確保できます。
中継
特徴3 中継
中継でエリア拡大
TWELITEは中継により通信範囲を広げることができます。複数中継にも対応しています。